Известь получают посредством обжига кальциево-магниевых карбонатных горных пород (известняков, мела, доломитизированных известняков, мергелистых известняков). Температура обжига 1000-12000С.
Целью обжига кальциево-магниевых пород служит их декарбонизация, т.е. удаление СО2. При этом образуется продукт, обладающий вяжущими свойствами.
Реакции, происходящие при обжиге:
СаСО3 = СаО + СО2;
MgCO3 = MgO + CO2;
При обжиге магниево-кальциевых карбонатных пород сначала завершается термическое разложение карбоната магния (650-7500С), а затем карбоната кальция (1000-13500С). Продукт обжига (в данном случае негашеная известь, состоящая в основном из СаО) имеет пористую структуру.
При обжиге пород, содержащих наряду с карбонатами кальция и магния глинистые примеси, существенные изменения претерпевают не только карбонаты, но и гидросиликаты алюминия:
- каолит Al2O3∙2SiO2∙2H2O;
- монтмориллонит;
- галлуазит Al2O3∙2SiO2∙(2+x)H2O;
- аллофан mAl2O3∙nSiO2∙pH2O;
При 500-8000С гидросиликаты алюминия деградируются, и свойства глины меняются, т.к. образуются аморфные вещества с различной структурой частиц.
|
|
При обжиге известь отличается разрыхленной структурой частиц, такая же структура характерна и для продуктов обжига глинистых примесей. Эти продукты обжига природных минералов энергично реагируют друг с другом. Реакции, происходящие в твердом состоянии в печи при 1000-12000С, приводят к образованию главным образом низкоосновных алюмината и силиката кальция:
- СаО∙ Al2O3
- 2СаО∙ SiO2
При 1250-13000С эти соединения дальше насыщаются известью. При этом получается:
- 5СаО∙ SiO2;
- 3СаО∙ Al2O3 (в небольших количествах);
- 3СаО∙ SiO2 (в небольших количествах).
Получение вяжущих материалов на основе извести достигается путем диспергирования ее гашением или помолом. В обожженой извести наряду с оксидом кальция (и оксидом магния) содержатся также силикаты и алюминаты кальция. В зависимости от количества примесей получают:
- если примесей не более 6%, получается воздушная известь; содержание свободных оксидов СаО+MgO 90-95%, а силикатов и алюминатов кальция – не более 10%;
- если содержание примесей более 6%, образуется гидравлическая известь, в которой силикаты и алюминаты составляют до 70-80%, остальное – свободные СаО+MgO.
Из воздушной извести при гашении получается воздушное вяжущее вещество. Из гидравлической извести путем помола получается гидравлическое вяжущее вещество, гидравлические свойства которого обуславливаются силикатами и алюминатами кальция.
Гашение воздушной извести протекает по уравнению:
СаО+Н2О = Са(ОН)2 +15,64 ккал
Получается тонкодисперсный продукт без помола в результате химического диспергирования, происходящего при гидратации.
|
|
Твердение известково-песчаных смесей при обычных температурных условиях вызывается в первые месяцы, годы карбонизацией извести и ее перекристаллизацией. В присутствии СО2, содержащийся в воздухе, идет реакция карбонизации гидроокиси кальция:
Са2+ + 2ОН- + 2Н+ + СО32- = СаСО3 + 2Н2О
Наличие песка в смеси облегчает доступ СО2 в толщу материала.
Для успешного процесса схватывания и твердения извести необходимо соблюдение следующих условий:
- в сухой среде известь практически не карбонизируется;
- в присутствии большого количества воды известь также не карбонизируется, т.к. равновесие реакции смещается влево.